El origen de la multicelularidad, es decir, el paso de ser una sola célula a tener trillones con funciones diferenciadas, es uno de los episodios más misteriosos de la historia de la vida. Sólo hace diez años que un grupo americano empezó a estudiar los coanoflagelados, un tipo de protozoos unicelulares considerado el más cercano a los animales. En 2004 tuvo lugar el siguiente gran salto en este campo: lo hizo Iñaki Ruiz-Trillo, ahora jefe del laboratorio de Genoma Multicelular del Instituto de Biología Evolutiva (IBE: CSIC-UPF). “Cuando hacía de postdoc en Canadá descubrí que había dos linajes más cercanos a los animales y diferentes de los coanoflagelados: los Filasterea y los Ichthyosporea. Estos no crecen en bacterias, como hacen los coanoflagelados, lo cual facilita el hecho de trabajar y secuenciarlos”, explica Ruiz-Trillo.
Los coanoflagelados son un tipo de protozoos unicelulares considerado el más cercano a los animales.
A partir de este descubrimiento, el investigador catalán propuso, junto con colegas en Canadá, los EE.UU. e Inglaterra, secuenciar organismos unicelulares cercanos a animales y hongos, de los cuales se disponían cultivos. La propuesta se materializó en 2007 en el proyecto UNICORN, financiado por el NHGRI (National Human Genome Research Institute). Ya han secuenciado dos de estos diminutos organismos: Capsaspora (un simbionte que vive dentro de un caracol) y Sphaeroforma, y han comparado su genoma con el de los animales. Según explica Ruiz-Trillo, esta estrategia es un hecho diferencial de su grupo: “La mayoría de laboratorios que estudian el origen de los animales se dedican a comparar los animales bilaterales con los radiales para entender cómo eran los primeros animales. Nosotros comparamos los animales con los unicelulares más cercanos, y así podemos ir más atrás y extrapolar como era el ancestro justo antes de la aparición de la multicelularidad”.
Genes multicelulares en organismos unicelulares
¿Y qué han encontrado hasta ahora? Sorprendentemente, han visto que el ancestro unicelular que dio lugar a todos los animales tenía muchos más genes característicos de multicelularidad de lo que se pensaba. El grupo ha comparado genes involucrados en funciones esenciales para los organismos multicelulares, como la adhesión, la señalización y la diferenciación celular. “Un organismo de una sola célula no tendría por qué necesitar unirse a otras células iguales, ni comunicarse con ellas, ni decidir si se dedicará a reproducirse o a generar energía, porque lo tiene que hacer todo. En cambio, hemos visto que Capsaspora tiene muchos de estos genes. ¿Por qué? No tenemos ni idea”, confiesa el biólogo.
El laboratorio dirigido por Iñaki Ruiz-Trillo ha descubierto que el ancestro unicelular que dio lugar a todos los animales tenía muchos más genes característicos de multicelularidad de lo que se pensaba.
Para responder a este nuevo interrogante, el jefe de grupo del IBE cuenta con una beca del ERC (Consejo Europeo de Investigación), otorgada al proyecto Multicell Genome. El grupo analizará el genoma de Capsaspora y el de Creolimax fragantissima (una Ichthyosporea) e intentará convertirlos en organismos modelos. La idea es ser capaz de cultivarlos en el laboratorio, de silenciar o sobre expresar algunos de sus genes y entender su biología. Así se podrá averiguar qué hacen en estos sencillos organismos unos genes con funciones tan complejas.
Ecología microbiana
Un último proyecto del laboratorio pretende averiguar si hay grupos de organismos (clados) todavía por descubrir. Por eso usan bases de datos existentes con secuencias genéticas de todos los microorganismos presentes en muestras del mar. El objetivo es, una vez más, entender cómo los animales pasaron de tener una sola célula a la gran complejidad y diversidad actual.
Uno de los inconvenientes de la multicelularidad es controlar la cooperación entre células: cuando algunas deciden no seguir las normas del juego aparecen problemas como el cáncer.
Entender este proceso no es tan sólo un reto intelectual, sino que es vital para comprender cómo los humanos hemos llegado a dónde estamos, cómo funcionamos y cómo dejamos de hacerlo. Al fin y al cabo, uno de los inconvenientes de la multicelularidad es controlar la cooperación entre células: cuando algunas deciden no seguir las normas del juego aparecen problemas como el cáncer.
